Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Campus Puebla
Práctica No. 22
Espectrofotometría
de absorción visible
Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano
Equipo No. 8
Grupo 2
Integrantes del equipo:
Stephania Díaz Lorenzo A00397831
Ana Laura Velázquez Gil A01325205
Omar Sánchez Jiménez A01324800
Jorge Armando Luna Morales A01099726
Gabriela Rivera Hernández A01325193
Objetivos:
El objetivo principal a lo largo de la
práctica es aprender el uso del espectrofotómetro, así como también saber
preparar un espectro de absorción y una curva estándar .
Introducción:
La espectrofotometría de absorción en las
regiones ultravioleta y visible del espectro electromagnético es, posiblemente,
la más utilizada en la práctica del análisis cuantitativo de todas las técnicas
espectroscópicas. Asimismo, puede resultar de utilidad como técnica auxiliar
para la determinación de estructuras de especies químicas. (Universidad de
Salamanca, 2013).
El espectrofotómetro se basa en la absorción
de radiación ultravioleta y visible por el analito, como consecuencia de lo
cual se origina un estado activado que posteriormente elimina su exceso de
energía en forma de calor. (Universidad de Salamanca, 2013).
Durante el trabajo experimental, se estarán
realizando múltiples prácticas y tareas con el espectrofotómetro de absorción
visible, el cual tiene el fin útil de medir la magnitud de absorbancia y la
longitud de onda de la muestra en cuestión. Asimismo, se analizarán los
resultados obtenidos y se fabricará un gráfico que represente la absorbancia
obtenida contra la longitud de onda, eligiendo la más adecuada de esta última y
realizando una curva estándar.
Consideraciones Teóricas:
La región visible del espectro
electromagnético abarca de 380 a 780 nm. Esta región del espectro es usada
ampliamente en el laboratorio analítico. La siguiente tabla muestra la división
de la región visible del espectro:
Longitud de onda
(nm)
|
Color absorbido
|
Color reflejado
|
380
|
Ultravioleta
|
----------------------------------------
|
380-435
|
Violeta
|
Verde amarillento
|
435-480
|
Azul
|
Amarillo
|
480-490
|
Azul verduzco
|
Anaranjado
|
490-500
|
Verde azuloso
|
Rojo
|
500-560
|
Verde
|
Púrpura
|
560-580
|
Verde amarillento
|
Violeta
|
580-595
|
Amarillo
|
Azul
|
595-650
|
Anaranjado
|
Azul verduzco
|
650-780
|
Rojo
|
Verde azuloso
|
780
|
Infrarrojo cercano
|
-----------------------------------------
|
Deben tomarse en cuenta los
datos anteriores para el trabajo analítico en el VISIBLE.
La luz que utilizamos para
leer, así como la luz del sol es policromática, contiene todas las longitudes
de onda de la lista anterior. Cuando vemos un objeto, vemos luz reflejada. La
luz reflejada es la que quedó de la iluminación “blanca”, después que el objeto
absorbió varias longitudes de onda.
Cuando vemos una solución de
Sulfato de cobre se ve azul porque los iones Cu(H2O)4+2 absorben luz
amarilla.Si deseamos determinar la concentración de una solución de cobre
debemos medir absorbancias y analizar la solución con luz amarilla porque se
está trabajando con un instrumento que mide la absorción de la luz.
El análisis cualitativo por
espectroscopia de absorción mide la absorbancia de una sustancia a varias
longitudes de onda crecientes. Graficando ABSORBANCIA contra CONCENTRACIÓN, se
obtiene la CURVA ESTÁNDAR O GRÁFICO DE LA LEY DE BEER Y LAMBERT.
En esta práctica, el alumno
trabajará con un colorante rojo utilizado en alimentos, y determinará:
-El ESPECTRO DE ABSORCIÓN en
el visible de este colorante.
-A partir del espectro
seleccionará la longitud de onda que utilizará para la curva estándar.
-Elaborará la curva estándar y determinará la
concentración de una muestra.
Desarrollo:
MATERIAL Y EQUIPO
·
1
espectrofotómetro para región Visible
·
6
matraces volumétricos o aforados de 100 ml
·
6
pipetas graduadas de 1 ml
·
2
vasos de precipitado de 250 ml
·
Papel
secante
Reactivos:
·
Colorante
rojo para alimentos (2.5%) (TRAER POR EQUIPO)
·
Agua
destilada
PROCEDIMIENTO:
1.- Consulte
el manual de operación del espectrofotómetro y ajústelo de acuerdo a lo
establecido
en él.
2.- Prepare
las siguientes soluciones del colorante, utilizando agua:
Sol.
N°1.-Concentración = 1000 ppm; prepare 100 ml.
Sol. N°2.-
Concentración=100 ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
Sol. N°3.-
Concentración=10 ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
Sol. N°4.-
Concentración = 2ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
Sol N°5.-
Concentración= 4 ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
Sol
N°6.-Concentración= 6 ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
Sol N°7.-
Concentración= 8 ppm; prepare 100 ml (a partir de la solución N°1)
3.- ESPECTRO
DE ABSORCIÓN.- Utilice la solución número 2 y lea en un rango de longitud de
onda de 380-740 nm, a intervalos de 36 nm. Determine la absorbancia. Recuerde
Equipo
|
A1
|
A2
|
|
2
|
100 Y 2
|
0.137
|
0.058
|
3
|
10 Y 4
|
0.301
|
0.016
|
4
|
2 Y 6
|
0.078
|
0.040
|
5
|
4 Y 8
|
0.017
|
0.001
|
7
|
8 Y 50
|
0.002
|
0.083
|
8
|
50 Y 8
|
0.034
|
0.014
|
9
|
50 Y 10
|
0.038
|
0.017
|
Longitud
de onda (nm)
|
Absorbancia
|
280
|
0.043
|
340
|
0.031
|
440
|
0.022
|
540
|
0.054
|
580
|
0.018
|
640
|
0.007
|
760
|
0.005
|
Cuestionario:
1.- Defina los siguientes términos:
absorbancia, extinción, densidad óptica, transmitancia porcentual,
absortividad, absortividad molar, coeficiente de extinción molar, espectro de
absorción, curva estándar.
Absorbancia.- se conoce como
absorbancia a la cantidad de la intensidad de luz que es absorbida por la
muestra. Se usa para el cumplimiento de la ley de Beer Lambert(ley aditiva en
determinado rango de concentraciones). La absorbancia se da por: A=-log(I/I0).
Extinción.- Se le conoce como
extinción a aquel mecanismo que consiste en hacer desaparecer o disminuir los
efectos de los factores de incendio: combustible, el calor, comburente y la
reacción en cadena. Los procesos para lograr una extinción son: la dilución, la
sofocación, el enfriamiento y la inhibición.(Anónimo )
Densidad óptica.- se le conoce como
densidad óptica a aquella absorbancia con la que cuenta un elemento óptico para
una longitud de onda determinada, en ocasiones puede ser sinónimo de la
absorbancia. Cuando se de una densidad óptica alta, se dará una transmitancia
baja.(Castellán, 2011 )
Transmitancia porcentual.- se llama
transmitancia a aquella cantidad de energía que atraviesa un objeto en
determinado tiempo. Dependiendo de la clase de energía es el tipo de
transmitancia. La transmitancia óptica es la cantidad de luz que atraviesa un
objeto, una parte es absorbida por este. la transmitancia térmica es la
cantidad de calor que atraviesa el objeto. De forma general el transmitancia
porcentual de da por T%=(I/I0)x100, en donde I es la cantidad de luz
transmitida e I0 la cantidad total de luz. (González, 2010)
Absortividad.- se le conoce como
absortividad a aquella capacidad que presenta determinada solución para
absorber la luz. Básicamente es la división entre la absorbancia y la
concentración de la solución. También es proporcional a la conductividad del
soluto, presente en la solución absorbente. También se le conoce como constante
de absorción o índice de absorbancia. La relación entre absorbancia y
absortividad se da por A=axbxc. A es la absorbancia, a la absortividad, b la
longitud del recipiente y c la concentración.(González, 2010)
Absortividad molar.-también conocida
como coeficiente de extinción molar, especifica que tan bien la onda de luz de
alguna longitud es absorbida por una sustancia química. Sus unidades son metros
cuadrados por molar. (Robinson, 2013)
Coeficiente de extinción molar.- el
coeficiente de extinción molar el lo mismo que la absortividad molar en
química, en la física tienen diferente significado. Básicamente representa a
cada longitud de onda, la capacidad que tiene una sustancia de absorber la
luz.(Robinson, 2013)
Espectro de absorción.-se conoce
como espectro de absorción a aquello que se presenta al tener un sólido
incandescente con gases fríos a su alrededor, el espectro que resulta de ello,
contiene un fondo interrumpido por líneas de absorción, esto se debe a que el
gas absorbe los colores de la luz. Algunos cuerpos sólo pueden absorber la
radiación de determinadas longitudes de onda y de otras no. Debido a esto cada
elemento tiene su espectro tanto de absorción como de emisión.(Checoman,
2009)
Curva estándar.- la curva estándar
es aquella representación gráfica en la que se presenta la unión entre un trazador
y las concentraciones de la solución.
2.- ¿Cuál es la diferencia
fundamental entre un espectrofotómetro convencional y un colorímetro o
fotocolorímetro?
la diferencia fundamental entre un
espectrofotómetro convencional y un colorímetro es que el colorímetro mide la
intensidad de la luz absorbida y el espectrofotómetro relaciona la capacidad de
absorción de la luz ultravioleta con la concentración.
3.- ¿Cuál o cuáles son las
diferencias entre un espectrofotómetro convencional y uno de arreglo de diodos
o fotodiodos?
En primer lugar el espectrofotómetro
de arreglo de diodos es más avanzado ya que cuenta con un sistema óptico nuevo.
Usa una óptica invertida respecto al convencional, la luz de la fuente atraviesa la muestra y se
dispersa en un monocromador y no tiene ranura de salida, si no que tiene un
dispositivo que integra cientos de detectores
tipo fotodiodo de silicio.(Marshall, 2010 )
4.- ¿Qué tipo de detectores se
utilizan en fotocolorímetros y espectrofotómetros?
El detector de un espectrofotómetro
es aquel que se encarga de indicar si hay radiación. En el caso de estos dos se
ocupan los que responden a fotones.
5.- ¿Cómo funcionan estos detectores?
Perciben
la señal en forma simultánea de
longitudes de onda y también cubren el espectro visible.
Conclusión:
A manera de conclusión, se puede decir que
está práctica ha sido de gran utilidad en distintos ámbitos. Se obtuvo gran
conocimiento en el área motriz, ya que ahora se conoce la manera adecuada de
utilizar un espectrofotómetro, así como también se adquirió la noción sobre
conceptos básicos, como lo es la absorbancia, transmitancia, espectro de
absorción, curva estándar y densidad óptica. No obstante, también cabe destacar
que gracias al trabajo experimental concluido, se pudieron relacionar y
entrelazar diversos conceptos ya antes manejados y estudiados, como lo es la
relación entre absorbancia y longitud de onda, o absorbancia y concentración de
las soluciones.
Referencias:
Universidad de Salamanca. Espectrofotometría de absorción ultravioleta-visible. Recuperado el
29 de abril de 2013, de: http://ocw.usal.es/ciencias-experimentales/analisis-aplicado-a-la-ingenieria-quimica/contenidos/course_files/Tema_3.pdf
Anónimo.
mecanismos de extinción agentes
extintores definición y características de aplicación. Rescatado de:
http://www.bomberosmijas.com/archivos/fuego/fuego_02.pdf
Castellán
A. Práctica absorbancia, densidad óptica
y longitud de onda. Rescatado de:
http://es.scribd.com/doc/53163917/Absorbancia-densidad-optica-y-lambda
González M. 2010Transmitancia
y absorbancia. La guía. Rescatado de:
http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/transmitancia-y-absorbancia
Robinson
A. Como calcular la absortividad molar. Ehow.
Rescatado de:
http://www.ehowenespanol.com/calcular-abosortividad-molar-como_19191/
Checoman
2009. Espectro de emisión y absorción. Rescatado
de:
http://es.scribd.com/doc/19622798/Espectro-de-emision-y-absorcion
Marshall
A. 2010. Espectrofotómetro de arreglo de
diodos. Rescatado de :
http://es.scribd.com/doc/39639964/arreglo-de-diodos
